常见的热处理方法

有很多热处理技术可供选择。他们每个人都带有某些品质。

最常见的热处理方法包括:

  • 退火
  • 规范化
  • 硬化
  • 老化
  • 压力缓解
  • 回火
  • 渗碳

退火

在退火过程中,金属被加热到超过上限临界温度,然后以缓慢的速度冷却。

进行退火以软化金属。它使金属更适合冷加工和成型。它还增强了金属的机械加工性、延展性和韧性。

退火也可用于减轻由于先前的冷加工过程而引起的零件应力。当金属温度超过上限临界温度时,再结晶过程中会消除存在的塑性变形。

金属可能会经历多种退火技术,例如再结晶退火、完全退火、部分退火和最终退火。

规范化

正火是一种热处理工艺,用于消除由焊接、铸造或淬火等工艺引起的内应力。

在这个过程中,金属被加热到比其上限临界温度高 40°C 的温度。 

该温度高于用于硬化或退火的温度。在此温度下保持指定时间后,在空气中冷却。正火在整个零件中产生均匀的晶粒尺寸和成分。

正火钢比退火钢更硬、更坚固。事实上,在其标准化形式下,钢比任何其他条件下都更坚韧。这就是为什么需要冲击强度或需要支撑巨大外部负载的零件几乎总是会被标准化的原因。

硬化

最常见的热处理工艺,硬化用于增加金属的硬度。在某些情况下,可能只有表面硬化。

工件通过将其加热到指定温度来硬化,然后通过将其浸入冷却介质中快速冷却。可以使用油、盐水或水。所得零件的硬度和强度会增加,但脆性也会同时增加。

表面硬化是一种硬化工艺,其中仅对工件的外层进行硬化。使用的工艺相同,但由于薄外层经受该工艺,所得工件具有硬外层但芯较软。

这对于轴很常见。坚硬的外层保护它免受材料磨损轴承安装到轴上时,可能会损坏表面并使一些颗粒移位,从而加速磨损过程。硬化表面提供了保护,并且核心仍然具有处理疲劳应力的必要特性。

其他类型的淬火工艺包括感应淬火、差动淬火和火焰淬火。然而,火焰硬化可能会导致零件冷却后产生热影响区

老化

铝热处理时间表
铝6061老化时间表

时效或沉淀硬化是一种热处理方法,主要用于提高可锻金属的屈服强度。该过程在金属的晶粒结构中产生均匀分散的颗粒,从而导致性能发生变化。

沉淀硬化通常发生在另一个达到更高温度的热处理过程之后。然而,老化只会将温度升高到中等水平,并再次迅速降低温度。

一些材料可能会自然老化(在室温下),而另一些则只能人为老化,即在高温下。对于自然老化的材料,在较低温度下储存可能更方便。

压力缓解

应力消除对于锅炉部件、气瓶、蓄能器等来说尤其常见。这种方法将金属的温度带到刚好低于其下临界边界的温度。冷却过程缓慢,因此均匀。

这样做是为了减轻由于早期工艺(如成型、机加工、轧制或矫直)而在零件中积累的应力。

回火

回火是减少在硬化过程中引起的过度硬度和脆性的过程。内部应力也得到缓解。经历这个过程可以使金属适用于许多需要这种特性的应用。

温度通常远低于硬化温度。使用的温度越高,最终工件变得越软。在回火过程中,冷却速度不会影响金属结构,通常,金属在静止空气中冷却。


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